[发明专利]被动式相变蓄能阳光间与空气源热泵耦合供热系统

说明书

本发明公开了一种被动式相变蓄能阳光间与空气源热泵耦合供热系统，该系统包括被动式相变蓄能阳光间（7）、相变蓄热单元（11）、所需供热房间（8）以及设置于被动式相变蓄能阳光间（7）和所需供热房间（8）之间的空气源热泵热风机，所述相变蓄热单元（11）由数个相变蓄热模块（1）组成。与现有技术相比，本发明构件化的相变蓄热模块组装简单，布置灵活，可根据实际情况自由布置组合；在白天通过阳光间收集太阳能，减小了室温的波动性，延长了阳光间与室内通风换热的时间，提高了太阳能的利用效率；夜间减小了空气源热泵供暖的能耗，解决了太阳能间歇性和不稳定性的问题，达到了充分和全面利用太阳能的目的。

技术领域

本发明涉及热泵以及利用热泵的住宅供热技术领域，特别是涉及一种空气源热泵与被动式太阳能蓄能的阳光间耦合的供热系统。

背景技术

空气源热泵是一种利用电机驱动的蒸汽压缩循环系统，将室外低温环境空气中的热量转移至室内的清洁采暖技术，在我国北方农村地区清洁取暖改造中得到大范围推广应用。但是由于北方冬季较低的室外温度，空气源热泵的系统蒸发温度往往处于一个较为不利的环境温度，容易造成在使用过程压缩机压缩比过大，制热量严重不足，机组制热效率（COP）大幅衰减，导致耗电量的巨额增加。

为解决空气源热泵的低温适应性问题，太阳能辅助空气源热泵系统成为研究重点。传统太阳能与空气源热泵相结合的方式多为利用太阳能热水提高系统的蒸发侧环境温度，尽管可以克服传统空气源热泵在低温环境运行效果差的问题，但由于太阳能水系统无法直接与房间采暖系统相连接，造成房间在昼间依然需要采用空气源热泵供暖，导致了太阳能利用率的降低。

被动式阳光间经济地、有效地利用太阳能利用技术，有助于提高太阳能利用率，降低建筑热负荷。但是由于传统被动式阳光间受太阳辐射强度影响较大，具有波动性、间歇性的特点，昼夜温差较大，无法满足室内全天候的取暖需求。

将空气源热泵与被动式阳光间相结合可以达到白天由被动式阳光间供暖，夜间由空气源热泵供暖，同时阳光间在白天所积蓄的热量可以提升空气源热泵的COP，可以满足房间供暖的时间匹配问题。但是由于传统阳光间蓄热量较低，无法在夜间长时间释放热量，因此如何提高太阳能蓄热率，维持二者相结合的高效供暖区间，成为当下亟需解决的技术问题。

发明内容

为了弥补和改善了现有技术的不足，本发明提出一种被动式相变蓄能阳光间与空气源热泵耦合供热系统，利用空气源热泵系统实现了利用相变蓄能增加阳光间的蓄热量以提高太阳能利用效率、提升空气源热泵的制热效率的供热系统。

本发明为解决上述问题而采取的技术方案如下：

一种被动式相变蓄能阳光间与空气源热泵耦合供热系统，该系统包括被动式相变蓄能阳光间、所需供热房间以及设置于被动式相变蓄能阳光间和所需供热房间之间的空气源热泵热风机，在所述被动式相变蓄能阳光间内部设置所述相变蓄热单元和所述空气源热泵蒸发器，所述相变蓄热单元由数个相变蓄热模块组成。

所述空气源热泵热风机进一步包括空气源热泵蒸发器、空气源热泵压缩机、空气源热泵冷凝器和空气源热泵膨胀阀；其中：

在所述所需供热房间内部设置换气口和空气源热泵冷凝器；

所述空气源热泵蒸发器和所述空气源热泵冷凝器所构成的回路上设置有空气源热泵膨胀阀与空气源热泵压缩机。

所述相变蓄热模块的底部、前部、上部分别开有大小一致的棱柱形通风管道，并且在其顶部额外焊接与其棱柱形通风管道大小一致的通风口；所述相变蓄热模块的内部设置有通风管道。

所述相变蓄热模块由不锈钢焊接而成，外表面涂有吸热涂层，内部填充相变材料，相变材料由石蜡和膨胀石墨材料复合而成，其相变温度在20℃~25℃之间。

位于顶部的相变蓄热模块的通风口与其他相变蓄热模块的通风口进行拼接，实现多个相变蓄热模块之间的组合。